晉南地區(qū)土壤情況分析

白 維 濱

(太原市園林建設(shè)開發(fā)中心，山西 太原 030002)

晉南地區(qū)土壤情況分析

白 維 濱

(太原市園林建設(shè)開發(fā)中心，山西 太原 030002)

采用相關(guān)分析方法，對(duì)晉南地區(qū)某村種植土壤中各微量元素的含量、變異特性、空間相關(guān)關(guān)系等進(jìn)行了研究分析，得出了一些有價(jià)值的結(jié)論，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量與品質(zhì)提供了理論依據(jù)。

種植土壤，微量元素，變異性，空間分布

0 引言

在種植土壤中，微量元素同大量元素一樣都是發(fā)揮重要作用的組成成分，并在植物的生長(zhǎng)過程中有著不容忽視的影響[1]。無論是哪一種微量元素的缺乏或者過量都會(huì)影響到植物的生長(zhǎng)發(fā)育，進(jìn)而影響到動(dòng)物和人類的健康與安全[1]。因此，了解種植土壤微量元素的豐缺指標(biāo)以及植物對(duì)微肥吸收利用率的高低就顯得格外重要了。

在新中國(guó)成立之前，我國(guó)從未對(duì)土壤中的微量元素有過任何研究，解放后，國(guó)內(nèi)很多專家意識(shí)到微量元素與農(nóng)業(yè)及人類有著密切的關(guān)系，并將其作為了研究主題，開展了大量研究，同時(shí)很多科研學(xué)者將其研究成果纂寫成各種專業(yè)著作，為后人的繼續(xù)研究給出了指引性的幫助[2]。我國(guó)在20世紀(jì)中，先后對(duì)微量元素在植物生理方面的功能及其在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用開始了研究，規(guī)范了微量元素的測(cè)定方法，有利于指導(dǎo)國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)方面的精準(zhǔn)施肥技術(shù)[3]。在微量元素的空間分布、遷徙模式等方面的工作中，我國(guó)已取得重大成就，當(dāng)前對(duì)微量元素在土壤環(huán)境中的研究，強(qiáng)調(diào)是在有污染的狀況下，環(huán)境要素對(duì)土壤微肥產(chǎn)生的效應(yīng)[4，5]。國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者對(duì)不同尺度土壤中微量元素空間變異性及分布做出了大量的研究[6，7]。特別是近幾年來，我國(guó)不少地區(qū)對(duì)地塊級(jí)大尺度和小尺度土壤微量元素的研究取得了較大的進(jìn)展[8，9]。然而針對(duì)村級(jí)為對(duì)象的種植土壤微量元素有效態(tài)含量的研究卻并不多見。本實(shí)驗(yàn)取樣村位于汾河流域，該村落土壤可以代表汾河沿岸的大部分種植土壤微量元素分布情況。

1 材料與分析

1)土壤樣品采集。

采用GPS定位技術(shù)，對(duì)該村土壤進(jìn)行定位取樣。兼顧相對(duì)均勻性的原則和取樣村落土壤的分布特點(diǎn)的前提下，一共布設(shè)33個(gè)取樣點(diǎn)，取樣點(diǎn)的深度是0 cm～15 cm，采用“S”形路線采樣法，用木鏟分別在各個(gè)取樣點(diǎn)進(jìn)行5點(diǎn)混合采取土樣，混合均勻后，用四分法取1 kg土樣。

2)樣品處理。

將采回的土樣經(jīng)過風(fēng)干、丟棄雜物、去除多余土樣、研碎后過0.2 mm的尼龍篩，整理編置好存放在實(shí)驗(yàn)室，待測(cè)。

土壤有效銅、錳、鐵、鋅：DTPA浸提，原子吸收分光光度法測(cè)定[10]。

3)數(shù)據(jù)處理。

該研究運(yùn)用了將經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)及地統(tǒng)計(jì)學(xué)相結(jié)合的方法對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行分析[11]。采用相關(guān)分析方法，對(duì)該村種植土壤各個(gè)微量元素的平均數(shù)值、均方差、樣本方差、變異系數(shù)、偏度系數(shù)、峰度系數(shù)等基本性質(zhì)進(jìn)行處理和分析。利用SPSS 12.0軟件[12]對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性分析，并進(jìn)行(K．S)檢驗(yàn)。通過GS+軟件，分析出適合各微量元素的最佳擬合模型，根據(jù)微量元素的半方差函數(shù)和空間變異參數(shù)，對(duì)該村土壤四種微量元素的空間特征進(jìn)行分析。

4)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

土壤中微量元素含量分級(jí)表見表1。

表1 土壤中微量元素含量分級(jí)表 mg/kg

2 結(jié)果與分析

1)有效態(tài)銅、鋅、鐵和錳在空間上的變異特性。

變異系數(shù)是用來表示土壤空間變異程度的參數(shù)，根據(jù)變異系數(shù)(CV)的分級(jí)指標(biāo)，可以將空間變異程度分為三級(jí)：即：弱變異性(CV<10%)，中等程度的變異性(10%100%)[13]。研究區(qū)內(nèi)土壤有效態(tài)Cu,Zn,Fe,Mn含量的描性統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2所示：四種微量元素的變異系數(shù)從大到小分別為有效銅：48.9%>有效鋅：47.44%>有效鐵：44.4%>有效錳：37.88%，四種微量元素有效態(tài)含量在空間均具有中等程度的變異性，其中有效態(tài)銅和鋅在土壤中的變異性相對(duì)較大，說明該村種植土壤中有效態(tài)銅和鋅的分布不規(guī)律；而有效錳的變異程度相對(duì)較小，因此有效錳分布差異不算太大，但由于在土壤中有效錳的含量太低，致使土地中的有效錳根本無法供給作物生長(zhǎng)的所需量。

2)有效銅、鋅、鐵和錳的空間相關(guān)關(guān)系。

取樣村土壤微量元素含量的描述統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 取樣村土壤微量元素含量的描述統(tǒng)計(jì) mg/kg

由表3該村土地微量元素有效態(tài)含量的描述統(tǒng)計(jì)得知，鐵和錳的偏度系數(shù)較小，銅和鋅的偏度系數(shù)較大；鐵和錳的峰度系數(shù)較小，銅的峰度系數(shù)較大。根據(jù)SPSS 12.0，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行K—S正態(tài)檢驗(yàn)，結(jié)果顯示四種微量元素均不服從正態(tài)分布。將有效態(tài)銅、鋅、鐵、錳的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)化后再進(jìn)行K—S正態(tài)檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)銅，鋅，鐵，錳的數(shù)據(jù)均已服從正態(tài)分布。經(jīng)過半方差函數(shù)分析可知，該村土壤微量元素中有效態(tài)Cu，Zn適合用高斯模型進(jìn)行擬合；有效態(tài)Fe適合球狀模型；有效態(tài)Mn則適合線性模型。有效態(tài)銅、鋅、鐵、錳的決定系數(shù)分別為0.210，0.338，0.643和0.172，其中有效鐵的擬合效果最好，有效鋅次之，有效銅和有效錳的擬合效果最差。

表3 取樣村土壤微量元素有效態(tài)含量的分級(jí)與評(píng)價(jià)

由表4可知，該村土地土壤有效銅、有效鋅、有效鐵和有效錳均在一定的范圍內(nèi)具有空間相關(guān)關(guān)系。土壤有效錳的變程最大為2 215.641 2 m，反映了有效錳在整個(gè)研究區(qū)內(nèi)任何相鄰區(qū)域內(nèi)幾乎都具有相關(guān)關(guān)系。變程較小的是有效態(tài)銅和有效態(tài)鋅，分別為559.452 4 m和580.237 m。該研究區(qū)的相關(guān)距離均超過了取樣距離，因此，該村土壤采樣基本上能滿足土壤微量元素的空間變異性評(píng)估需要。

表4 取樣村土地微量元素的空間變異參照值 mg/kg

3 結(jié)論與討論

1)取樣村莊土壤中有效銅含量的平均值是0.950 9 mg/kg，屬三級(jí)(適中)水平；有效鋅平均含量為1.583 6 mg/kg，屬二級(jí)(豐富)水平；有效鐵平均含量為9.719 7 mg/kg，屬三級(jí)(適中)水平；有效錳平均含量為3.407 0 mg/kg，屬四級(jí)(缺乏)水平。

2)從變異系數(shù)來看，四種有效態(tài)微量元素的變異系數(shù)均在10%～100%，均屬于中等程度變異性。

3)通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明，該村土壤微量元素中有效銅、有效鋅的最適模型是高斯模型，有效鐵的最適模型是球狀模型。有效錳的最適模型是線性模型。

4)該村土壤中四種微量元素在較小相關(guān)距離內(nèi)存在著空間相關(guān)性，引起有效態(tài)銅、鋅、鐵空間變異程度差異的主要因素是其空間自相關(guān)部分，而其空間分布特征均體現(xiàn)出強(qiáng)的空間相關(guān)性，而有效錳的空間相關(guān)性較弱，因此，空間變異的程度主要受隨機(jī)因素作用。

[1] 張曉霞，李占斌，李 鵬.黃土高原草地土壤微量元素分布特征研究[J].水土保持學(xué)報(bào)，2010，24(5)：45.

[2] 劉 錚.中國(guó)土壤微量元素[J].地球科學(xué)進(jìn)展，1998(6)：57-58.

[3] 馬扶林，宋理明，王建民.土壤微量元素的研究概述[J].青海科技，2009(3)：11-13.

[4] 魏孝榮,郝明德,張春霞.黃土高原地區(qū)連續(xù)施鋅條件下土壤鋅的形態(tài)及有效性[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,38(7):1386-1393.

[5] 魏孝榮,郝明德,邵明安.黃土高原旱地長(zhǎng)期種植作物對(duì)土壤微量元素形態(tài)和有效性的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2005,25(12):3196-3203.

[6] Trangmar BB，Yost RS，Uehara G.Application of geostatistics to spatial studies of soil[Z].1985.

[7] 馮娜娜，李廷軒，張錫洲，等.不同尺度下低山茶園土壤有機(jī)質(zhì)含量的空間變異[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2006(2)：39-40.

[8] 肖時(shí)運(yùn).湖南省稻田硒含量及硒肥施用效果[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2004(2)：101-102.

[9] 田秀平,李玉梅,韓曉日.大豆長(zhǎng)期連作及施肥對(duì)白漿土pH和鐵、鋅、銅、錳形態(tài)的影響[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2003(2)：85-86.

[10] 鮑士旦．土壤農(nóng)化分析[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003：123-125.

[11] 王政權(quán).地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)及在生態(tài)學(xué)中的應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社，1999.

[12] 郝黎仁，攀 元，郝哲歐.SPSS實(shí)用統(tǒng)計(jì)分析[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2002：110-135.

[13] 竺偉民.安徽省土壤有效性微量元素分布研究——I六種微量元素含量、分布及其相關(guān)聚類分析[J]．安徽農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào),1990,17(4)：233-249.

Analysis on soil situation in south Shanxi

Bai Weibin

(TaiyuanGardenConstructionDevelopmentCenter,Taiyuan030002,China)

Using the correlation analysis method, this paper analyzed and researched the content, variability, spatial correlation of each trace elements in a village soil in south Shanxi, obtained some valuable results, provided theory basis for improving the yield and quality of crops.

planting soil, trace element, variability, spatial distribution

2014-12-19

白維濱(1972- ),男，工程師

1009-6825(2015)06-0195-02

S151.9

A